Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН предположили, что алиспоривир может защитить клетки сердца при диабете. Они показали, что этот препарат нормализует функции митохондрий — важных органелл, которые при метаболическом заболевании страдают в первую очередь. Подробно об исследовании, опубликованном в журналах International Journal of Molecular Sciences и Biology, рассказывает «Лента. Ру».
Слишком много сахара
Диабет — это метаболическое заболевание, которое затрагивает множество органов и приводит к нарушениям по всему организму. В случае диабета первого типа иммунная система атакует бета-клетки поджелудочной железы, в результате чего прекращается секреция инсулина — гормона, регулирующего усвоение глюкозы. В случае диабета второго типа страдает сама способность клеток различных тканей и органов реагировать на инсулин, развивается так называемая инсулинорезистентность, в результате чего нарушается поглощение глюкозы, особенно у скелетных мышц и жировой ткани. В крови повышается уровень сахара, развивается гипергликемия, что приводит к многочисленным патологическим изменениям, в том числе в скелетных мышцах, из которых состоят самые большие органы, чувствительные к инсулину.
Бета-клетки поджелудочной железы
Бета-клетки поджелудочной железы
Фото: FSBI Human Morphology SRI RAMS
Нарушения в метаболизме глюкозы сопровождаются изменениями и на внутриклеточном уровне. Например, известно, что при диабете начинают неправильно работать митохондрии — клеточные органеллы, которые производят энергию, необходимую для многих биохимических реакций. Показано, что снижение поглощения глюкозы клетками скелетных мышц сопровождается нарушением в митохондриальном слиянии, которое очень важно для поддержания здоровья клетки. Кроме того, увеличивается выработка активных форм кислорода, приводящих к окислительному стрессу.
По оценкам, от диабета страдают более 500 миллионов человек по всему миру, и это число растет. Большую распространенность это заболевание получило в развитых странах, что связывают с малоподвижным образом жизни и употреблением нездоровой пищи с высоким уровнем сахара и насыщенных жирных кислот. Диабет приводит к таким осложнением, как потеря конечностей, слепота, почечная недостаточность и нарушение функций сердца.
Протекающие митохондрии
Решающую роль в развитии митохондриальной дисфункции при диабете играют митохондриальные поры (mitochondrial permeability transition pore, MPTP) — комплекс каналов во внутренней и внешней мембране митохондрий, осуществляющий транспорт важных молекул из внешней среды внутрь митохондрий и обратно. Появление этих пор ведет за собой коллапс мембранного потенциала, нарушение регуляции ионного гомеостаза, набуханию органелл вплоть до их разрушения и гибели клеток. Белок циклофилин D является главным регулятором пор MPTP, а его ингибиторы — циклоспорин A и алиспоривир — подавляют открытие пор при незначительных концентрациях.
500 миллионов
примерно столько людей страдают от сахарного диабета во всем мире, однако это число постоянно растет
Показано, что мыши с нерабочим (нокаутированным) геном циклофилина D были устойчивы к непереносимости глюкозы, вызванной диетой с высоким содержанием жиров, и продемонстрировали улучшенное поглощение глюкозы скелетными миоцитами. Однако ученые получали и противоположные результаты. Например, в почках нокаут или ингибирование циклофилина D усугубляли диабетическое повреждение почек и не восстанавливали митохондриальные функции. Следовательно, необходимо найти способ регулировать работу митохондрий без побочных эффектов.
Поперечный вид митохондрий с кристами
Поперечный вид митохондрий с кристами
Фото: Louisa Howard / LCHF Deutschland
Классическим препаратом, ингибирующим открытие пор, является циклоспорин. Он действительно предотвращает развитие митохондриальной дисфункции и улучшает метаболизм у животных с диабетом. Он также показал себя в борьбе с раковыми клетками печени человека, предотвращая биогенез митохондрий, которые снабжают опухолевые клетки энергией для роста и размножения. Однако циклоспорин известен супрессорным действием на иммунную систему, поэтому его эффект на метаболизм может быть не связан с подавлением MPTP. Именно поэтому ученые обратились к алиспоривиру, не являющемуся иммуносупрессором, но обладающему сходным действием.
